[實用新型]冰水主機空調系統專用之自動監測裝置

無效

• 申請號: 01233516.9
• 申請日: 2001-08-17
• 公開（公告）號: CN2505754Y
• 公開（公告）日: 2002-08-14
• 發明（設計）人: 陳榮集
• 申請（專利權）人: 陳榮集;蕭進興
• 主分類號: F24F11/02
• 分類號: F24F11/02
• 代理公司: 北京慧泉專利事務所
• 代理人: 陳福江

本實用新型一種冰水主機空調系統專用之自動監測裝置，屬于空調系統自監測裝置。

現行裝設于各式大型購物場所、商業大樓、大型廠房等室內中央空調系統，大部份均采用具有冰水主機之中央空調系統，如圖1所示，其由一冰水機組1、一冷卻水塔2、一冷卻水泵3、一冰水泵4及一空調箱5所組成；其中，該冰水機組1包含一冷凝器11、一壓縮機12及一蒸發器13，又該冷凝器11上分別接設有一冷卻水進水管111及一冷卻水出水管112，而該冰水器13上亦分別接設有一冰水進水管131及一冰水出水管132。于該中央空調系統中所使用的冷卻水，系由冷卻水塔2經冷卻水泵3及冷凝器11之冷卻水進水管111，流入該冷凝器11內進行熱交換為溫水后，再由該冷凝器11的冷卻水出水管112，送回至該冷卻水塔2內再循環使用；而該中央空調系統中所使用的冰水，則由冰水泵4及蒸發器13的冰水進水管131，進入該蒸發器13內進行熱交換為低溫的冰水后，再由該蒸發器13的冰水出水管132流出，而進入該空調箱5內之盤管51進行熱交換后，由送風機52送出冷氣至室內，同時被盤管51熱交換后的高溫冰水，則經冰水泵4回流入蒸發器13內再循環使用。

眾所周知，上述冰水主機空調系統整體運轉所消耗的能源電力費用相當高昂，故長久以來所有制造廠商或業者即不斷地投入研發資金與時間，企求改善該冰水主機空調系統中各機組之性能，期望能達到節省電力之目標；但，目前該冰水主機空調系統真正在實際的使用運轉過程中，迄今卻仍舊存在有許多耗電之處是無法藉由改善各機組之性能可獲得被改善或解決的，其產生的原因及缺失分述如下：

一、茲配合圖1所示并先就系統中各機組的設計規格而言：

1.目前在預備裝設冰水主機空調系統前，設計人員依據該系統設置現場所需求冷卻水之流量及揚程來決定其所選配冷卻水泵3的規格，但實際上提供冷卻水泵3的廠家，在考慮未來運轉使用以后如機械損失及管路損失等之因素下，通常會提供比實際要求的流量及揚程值較大的冷卻水泵3，以避免發生提供剛好符合揚程設計值的冷卻水泵3，將來會發生冷卻水無法抽到達冷卻水塔2高度的情形，否則其還須賠上將來重新更換新冷卻水泵3的損失；換言之，實際上所有冰水主機空調系統中運轉的冷卻水泵3，其實測流量值必定大于設計流量值，此一事實即是造成耗電的一部份；特舉下例公式可證明如下：已知冷卻水泵之現有實測流量值Q1＝267m3/hr，轉速N1＝1750rpm，原設計流量值Q2＝190m3/hr，則依泵相似定律公式Q1/Q2＝N1/N2，可算出該冷卻水泵實際上相應所需之轉速N2＝(1750×190)÷267＝1245rpm即可夠用，則其實際運轉的轉速(N2)1750rpm顯然太多，另已知冷卻水泵之軸馬力BHP1＝45kw，再依泵相似定律公式BHP1/BHP2＝N13/N23，可算出該冷卻水泵真正所需要的軸馬力BHP2＝(45×12453)÷17503＝16.2kw，故兩者相比后可節省做功之馬力＝BHP1-BHP2＝45-16.2＝28.8kw(每單位小時)。由上述算例得知，倘若人們能采用加裝變頻器來做控制冷卻水泵之轉速，于調慢該冷卻水泵之轉速至與原設計流量值相同之轉速時，即可達到省電的效果。

2.該運轉于冰水主機空調系統中之冰水泵4，除了與上述冷卻水泵3存在著相同問題之外，還常發生室內冷房溫度已到達設定值(例如25℃)，卻仍然打出相同之冰水溫度(例如7℃)的冰水，不僅冰水泵4自己多耗電又容易使蒸發器13的冰水進水溫度過低，反而導致蒸發器13之蒸發溫度降低，將使得壓縮機12做功增加而更為耗電，故如何在冰水進水溫度過低時，對該冰水泵4之轉速做出適時的調慢，以減少冰水循環量，則可降低壓縮機12之作功，才是能達到省電的效果。

3.一般啟動冰水主機空調系統運轉后，在達到所設定之室內溫度值時，其保持室內冷房所需的冰水流量，不再需要與剛啟動時的冰水流量相同即可達成維持該所設定之室內溫度，但當該室內溫度隨著人員進出數量變化而上升時，則其冰水流量就得隨著再度增加，以營業中的大型購物場所為例，其場內空間的人數流動變化量極快，前十分鐘與后十分鐘的人數差異可能自數十人至百人以上，但整個冰水機組1所輸出的冷氣量，卻無法做出及時相對應的配合輸出量，常常在人數多時所提供的冷氣量與人數變少時是相同的量，如此之情況反而是耗電的；因此，如能通過即時的監測得知該室內空間溫度的變化，并立即調整冰水主機空調系統中各機組的操作條件，使之符合相對應之冷氣需求量時，就可達到省電的效果。